(57)【要約】【課題】摺動性を阻害させることなく定着性を向上させる加熱ヒータを実現する。【解決手段】窒化アルミニウム等高熱伝導特性を有する長尺平板状の絶縁基板１１の一面に、銀・パラジウム等の通電により発熱が得られる発熱抵抗体１２１，１２２と電力を供給させるための銀、銀白金等の単位面積当たりの抵抗値が低く通電しても大きな発熱現象が起こりにくい給電用の電極部１４，１５を形成する。発熱抵抗体１２１，１２２上には、オーバーコート層１８を形成する。発熱抵抗体１２１，１２２が形成された絶縁基板１１の反対面には摺動を促す摺動層２１を形成する。絶縁基板１１の短手方向の摺動層２１の両端部に、ガラスもしくは導体材料により絶縁基板の長手に沿って形成したガイドパターン２２１，２２２を形成する。【選択図】図１
2007066595.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
窒化アルミニウム等の高熱伝導特性を有する長尺平板状の絶縁基板と、
前記絶縁基板の一面に形成された発熱抵抗体と、
前記発熱抵抗体に電力を供給するために形成された給電用電極部と、
前記発熱抵抗体を覆うように配置されたオーバーコート層と、
前記発熱抵抗体が形成されている面と反対の前記絶縁基板面に摺動を促すガラスあるいはポリイミドにより形成された摺動層と、
前記摺動層の前記絶縁基板の短手方向の少なくとも一端部に、前記絶縁基板の長手に沿ってガラスもしくは導体材料により形成したガイドパターンと具備したことを特徴とする加熱ヒータ。
【請求項２】
窒化アルミニウム等の高熱伝導特性を有する長尺平板状の絶縁基板と、
前記絶縁基板の一面に形成された発熱抵抗体と、
前記発熱抵抗体に電力を供給するために形成された給電用電極部と、
前記発熱抵抗体を覆うように配置されたオーバーコート層と、
前記オーバーコート層を覆うように形成された樹脂皮膜とを具備したことを特徴とする加熱ヒータ。
【請求項３】
加熱ローラと、
前記加熱ローラに対向配置された発熱抵抗体が圧接された請求項１記載のヒータと、
前記ヒータと前記加圧ローラとの間を移動可能に設けられた定着フィルムとを具備したことを特徴とする加熱装置。
【請求項４】
媒体に形成された静電潜像にトナーを付着させてこのトナーを用紙に転写して所定の画像を形成する形成手段と、
画像が形成された用紙を加圧ローラにより定着フィルムを介して前記定着ヒータに圧接しながら通過させることによって、トナーを定着するようにした請求項２記載の加熱装置とを具備したことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、情報機器、家電製品や製造設備などの小型機器類に装着されて用いられる薄型の加熱ヒータおよびこの加熱ヒータを実装したプリンタ、複写機やファクシミリなどの加熱装置ならびにこの加熱装置を用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の厚膜印刷ヒータは、基板の一方の面上に発熱抵抗体パターンと発熱抵抗体パターンに給電を行う導体パターンを形成し、発熱抵抗体パターンと導体パターンの上に形成された絶縁ガラス層形成して発熱抵抗体パターンが形成されている面と反対面に摺動を促すガラス層あるいはポリイミド層のみを形成していた。この発熱抵抗体パターンが形成されている基板面と反対の面をポリイミドまたはＳＵＳ(steel use stainless)等のエンドレスフィルムが相対する加圧ローラにより摺動させ、フィルムと加圧ローラの間を通紙してオンデマンド定着を行っている。（例えば、特許文献１）
【特許文献１】特開２０００−２９３３４公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記した特許文献１の技術は、厚膜印刷ヒータの摺動面に加圧ローラによりフィルムを摺動させたとき、基板端部の角にフィルムがあたり、擦れることでフィルムにキズが入ったり、ダメージを与えたりしてしまうことで定着性の悪化や、フィルムの回転が悪くなりスリップを起こしてしまう不具合が起こる問題があった。
【０００４】
この発明の目的は、摺動性の向上させることができる加熱ヒータ、このヒータを用いた加熱装置、この加熱装置を用いた画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記した課題を解決するために、この発明の加熱ヒータは、窒化アルミニウム等の高熱伝導特性を有する長尺平板状の絶縁基板と、前記絶縁基板の一面に形成された発熱抵抗体と、前記発熱抵抗体に電力を供給するために形成された給電用電極部と、前記発熱抵抗体を覆うように配置されたオーバーコート層と、前記発熱抵抗体が形成されている面と反対の前記絶縁基板面に摺動を促すガラスあるいはポリイミドにより形成された摺動層と、前記摺動層の前記絶縁基板の短手方向の少なくとも一端部に、前記絶縁基板の長手に沿ってガラスもしくは導体材料により形成したガイドパターンと具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
この発明によれば、絶縁基板端部の角にフィルムが当たることを防ぐことができ、フィルムにダメージを与えることなく良好な定着性が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、この発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。  
図１はこの発明の加熱ヒータに関する第１の実施形態について説明するための構成図、図２は図１の背面図、図３は図２前面を上方にして示したｘ−ｘ’断面図である。
【０００８】
図１において、１１は、耐熱、電気絶縁性材料例えば酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化珪素などの電気絶縁性を有する高剛性のセラミック等の基材で高い熱伝導性の短冊状絶縁基板である。１２１，１２２は、絶縁基板１１の表面側の長手方向に沿って平行に形成された銀（Ａｇ）・パラジウム（Ｐｄ）をはじめとする銀系材料や、ルテニウム系、炭素系等などの抵抗体ペーストを高温で焼成し所定の抵抗値を有する厚膜からなる帯状の発熱抵抗体、１３は発熱抵抗体１２１，１２２それぞれ一端の一部を重層した銀系の導体ペーストを焼成して形成した接続部である。１４は発熱抵抗体１２１の他端を重層形成したＡｇ／Ｐｄ合金などを主体とする良導電体膜からなる給電用の電極、１５は発熱抵抗体１２２の他端を重層形成したＡｇ／Ｐｄ合金などを主体とする良導電体膜からなる給電用の電極である。１６，１７は電極１４，１５と発熱抵抗体１２１，１２２はそれぞれ接続部１３と同材料で同様に焼成して一体形成された接続部である。電極１４，１５を残した発熱抵抗体１２１，１２２および接続部１３，１６，１７上には、されたガラス等、電気的、機械的、化学的な保護を行うオーバーコート層１８が形成される。
【０００９】
また、図２に示すように、発熱抵抗体１２１，１２２が形成された面と反対の絶縁基板１１面には、厚膜印刷でガラス層あるいはポリイミド層で形成された摺動層２１を形成する。さらに、摺動層２１の外側の絶縁基板１１上の長手方向両端には厚膜印刷でガラスもしくはＡｇやＡｇ／ＰｄやＡｇ／Ｐｔ等の導体材料により絶縁基板１１の長手に沿って細長いガイドパターン２２１，２２２が形成される。
【００１０】
このように構成することで、摺動層２１面に加圧ローラによりフィルムを摺動させたとき、絶縁基板１１の端部に設けた細長いガイドパターン２２１，２２２によりフィルム走行の軌道が変わり、絶縁基板１１端部の角に定着フィルムがあたることを防ぐことができ、定着フィルムにキズが入ったりダメージを与えたりすることなく良好な定着性が得られる。また、フィルムの回転が良好になりスリップも防止できる。
【００１１】
なお、ガイドパターンは、摺動層２１の絶縁基板１１に沿う両端に形成したが、いずれか一方でも構わない。また、ガイドパターンの高さは、摺動層２１と同じでもよい、低くても高くてもよく、要は絶縁基板１１端部の角に定着フィルムが当たらないような走行になるようになればよい。
【００１２】
次に、図４〜図６を参照し、この発明の加熱ヒータに関する第２の実施形態について説明する。図４は構成図、図５は図４の背面図、図６は図５前面を上方にして示したｙ−ｙ’断面図である。なお、第１の実施形態と同一の構成部分には同一の符号を付してここでは異なる部分について説明する。
【００１３】
この実施形態は、電極１４，１５を残した発熱抵抗体１２１，１２２および接続部１３，１６，１７上にガラス等、電気的、機械的、化学的な保護を行う２０〜１００μｍ程度の厚みで、表面粗さＲｚが０．５μｍ〜１０μｍのオーバーコート層１８上にさらにオーバーコート層１８を覆う樹脂皮膜４１を形成したものである。樹脂皮膜４１は、摺動層となるもので、ポリイミド、ポリアミドイミドなどのイミド系樹脂の材料が考えられる。
【００１４】
この場合、樹脂皮膜４１の端部が基板面から形成されることで基板面の粗さで膜の密着性が向上することから、従来のように塗布面を予め研磨することなどの前処理を行う必要がなく良好な定着性とフィルムのスリップも防止することができる。
【００１５】
図７〜図９は、この発明の加熱ヒータに関する第３の実施形態について説明するためのもので、図７は構成図、図８は図７の背面図、図９は図７の全面を上方にして示したｚ−ｚ’断面図である。
【００１６】
この実施形態は、第２の実施形態のオーバーコート層１８に対し間隔をあけて例えばオーバーコート層１８と同成分等で厚膜パターン７１，７２を形成し、樹脂皮膜４１が並設の厚膜パターン７１，７２に掛かるようにしたものである。
【００１７】
この実施形態の場合、厚膜パターン７１，７２が樹脂皮膜４１のアンカー力を高めることができる。また、樹脂皮膜４１は図示しないが隣り合う部品などと繋がってしまうことの防止することが可能となる。
【００１８】
次に、図１０を参照し、上記した加熱ヒータを加熱装置２００に実装した場合の、この発明の加熱装置の一実施形態について説明する。図中ヒータ１００については、図１〜図３で説明した加熱ヒータであり、同一部分には同一の符号を付してその説明は省略する。
【００１９】
図１０において、２０１は回転軸２０２で回転自在に回転される加圧ローラで、その表面に耐熱性弾性材料たとえばシリコーンゴム層２０３が嵌合してある。加圧ローラ２０１の回転軸２０２と対向してヒータ１００が、並置して図示しない基台内に取り付けられている。
【００２０】
ヒータ１００の周囲にはポリイミド樹脂等の耐熱性のシートからなるエンドレスのロール状の定着フィルム２０４が循環自在に巻装されており、発熱抵抗体１２１，１２２が形成された絶縁基板１１の反対面の樹脂皮膜層２１の表面は、この定着フィルム２０４を介して加圧ローラ２０１のシリコーンゴム層２０３と弾接している。
【００２１】
図１０の加熱装置２００において、ヒータ１００は電極１４，１５に接触したりん青銅板等に銀メッキを施した弾性が付与された図示しないコネクタを通じて通電され、発熱抵抗体１２１，１２２で発生させた熱が絶縁基板１１、摺動層２１と伝わり、摺動層２１上に設けられた定着フィルム２０４面とシリコーンゴム層２０３との間で、トナー像Ｔ１がまず定着フィルム２０４を介してヒータ１００により加熱溶融され、少なくともその表面部は融点を大きく上回り完全に軟化溶融する。この後、加圧ローラ２０１の用紙排出側では複写用紙Ｐがヒータ１００から離れ、トナー像Ｔ２は自然放熱して再び冷却固化し、定着フィルム２０４も複写用紙Ｐから離反される。
【００２２】
このように、トナー像Ｔ１は一旦完全に軟化溶融された後、加圧ローラ２０１の用紙排出側で再び冷却されることから、トナー像Ｔ２の凝縮力は非常に大きくなものとなっている。
【００２３】
この加熱装置２００では、ヒータ１００の上流側あるいは下流側に形成した摺動層２１によって定着フィルム２０４の走行の軌跡を変更することが可能となる。これにより、定着フィルム２０４とヒータ１００の端部の角にフィルムがあたることを防ぐことができ、フィルムにキズが入ったりダメージを与えたりすることなく良好な定着性が得られる。また、フィルムの回転が良好になりスリップも防止できる。
【００２４】
次に、図１１を参照して、この発明に係る加熱ヒータ、この加熱ヒータを用いた加熱装置を搭載した複写機を例とした、この発明の画像形成装置について説明する。図中、加熱装置２００の部分は、上記した説明と同じであり、同一部分には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００２５】
図１１において、３０１は複写機３００の筐体、３０２は筐体３０１の上面に設けられたガラス等の透明部材からなる原稿載置台で、矢印Ｙ方向に往復動作させて原稿Ｐ１を走査する。
【００２６】
筐体３０１内の上方向には光照射用のランプと反射鏡とからなる照明装置３０２が設けられており、この照明装置３０２により照射された原稿Ｐ１からの反射光源が短焦点小径結像素子アレイ３０３によって感光ドラム３０４上スリット露光される。なお、この感光ドラム３０４は矢印方向に回転する。
【００２７】
また、３０５は帯電器で、例えば酸化亜鉛感光層あるいは有機半導体感光層が被覆された感光ドラム３０４上に一様に帯電を行う。この帯電器３０５により帯電された感光ドラム３０４には、結像素子アレイ３０３によって画像露光が行われた静電画像が形成される。この静電画像は、現像器３０６による加熱で軟化溶融する樹脂等からなるトナーを用いて顕像化される。
【００２８】
カセット３０７内に収納されている複写用紙Ｐは、給送ローラ３０８と感光ドラム３０４上の画像と同期するタイミングをとって上下方向で圧接して回転される対の搬送ローラ３０９によって、感光ドラム３０４上に送り込まれる。そして、転写放電器３１０によって感光ドラム３０４上に形成されているトナー像は複写用紙Ｐ上に転写される。
【００２９】
その後、感光ドラム３０４上から離れた用紙Ｐは、搬送ガイド３１１によって加熱装置２００に導かれて加熱定着処理された後に、トレイ３１２内に排出される。なお、トナー像が転写された後、感光ドラム３０４上の残留トナーはクリーナ３１３を用いて除去される。
【００３０】
加熱装置２００は複写用紙Ｐの移動方向と直交する方向に、この複写機３００が複写できる最大判用紙の幅（長さ）に合わせた有効長、すなわち最大判用紙の幅（長さ）より長い発熱抵抗体１２１，１２２を延在させて定着ヒータ１００の加圧ローラ２０１が設けられている。
【００３１】
そして、定着ヒータ１００と加圧ローラ２０１との間を送られる用紙Ｐ上の未定着トナー像Ｔ１は、発熱抵抗体１２１，１２２の熱を受け溶融して複写用紙Ｐ面上に文字、英数字、記号、図面等の複写像を現出させる。
【００３２】
この実施形態では、定着フィルムとの摺動性の阻害の防止や良好な定着性を図ることができるヒータ１００よる加熱装置２００を用いた複写機３００を実現できる。
【００３３】
なお、この発明は上記した実施形態に限定されるものではない。例えば、オーバーコート材は相対する定着フィルムの材質やその他条件によって変える必要があるため特定はできないが、定着フィルムが樹脂の場合、オーバーコート層はガラス、定着フィルムが金属の場合オーバーコート層は樹脂を組み合わせるのが望ましい。この樹脂は一般的に摺動性に優れるとされる材料、ポリアミド(ＰＡ)、ポリアセタール(ＰＯＭ)、ポリテトラフルオロエチレン(ＰＴＦＥ)、およびポリフェニレンサルファイド、エラストマー系、ポリオレフィン系、フッ素等があり、基本的にはどれを使用しても良いが耐熱性から弾性に富むＰＩ(ポリイミド)、ＰＡＩ(ポリアミドイミド)等のイミド系が好ましいが、硬度が低すぎると樹脂被膜の方が削れてしまうため、３Ｈ以上の硬度は必要である。
【００３４】
また、発熱抵抗体は便宜的に２本折り返す構成としているが、発熱抵抗体構成は特に限定するものではない。
【００３５】
加熱ヒータの用途としては、複写機等の画像形成装置の定着用に用いたが、これに限らず、家庭用の電気製品、業務用や実験用の精密機器や化学反応用の機器等に装着して加熱や保温の熱源としても使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】この発明の加熱ヒータに関する第１の実施形態について説明するための構成図。
【図２】図１の裏面の構成図。
【図３】図１のｘ−ｘ’断面図。
【図４】この発明の加熱ヒータに関する第２の実施形態について説明するための構成図。
【図５】図４の裏面の構成図。
【図６】図４のｙ−ｙ’断面図。
【図７】この発明の加熱ヒータに関する第３の実施形態について説明するための構成図。
【図８】図７の裏面の構成図。
【図９】図７のｚ−ｚ’断面図。
【図１０】この発明の加熱装置に関する一実施形態について説明するための説明図。
【図１１】この発明の画像形成装置に関する一実施形態について説明するための説明図。
【符号の説明】
【００３７】
１１  絶縁基板
１２１，１２２  発熱抵抗体
１３，１６，１７  接続部
１４，１５  電極
１８  オーバーコート層
２２１，２２２  ガイドパターン
４１  樹脂皮膜
７１，７２  厚膜パターン
１００  加熱ヒータ
２００  加熱装置
３００  画像形成装置
【図１】
2007066595.tif 000003
【図２】
2007066595.tif 000004
【図３】
2007066595.tif 000005
【図４】
2007066595.tif 000006
【図５】
2007066595.tif 000007
【図６】
2007066595.tif 000008
【図７】
2007066595.tif 000009
【図８】
2007066595.tif 000010
【図９】
2007066595.tif 000011
【図１０】
2007066595.tif 000012
【図１１】
2007066595.tif 000013